JPH04292483A - 無機発泡体用組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば不燃性かつ無
発煙性の建築資材として有用であるとともに、気泡サイ
ズの小さいかつ疎水性を有する無機発泡体を形成するこ
とができる無機発泡体用組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種の無機発泡体では、その
品質のうち密度および気泡サイズが重視される。また、
用途によっては、結露等により含水しない疎水性が要求
される。

【０００３】従来の無機発泡体としては、アルカリ金属
珪酸塩水溶液、無機固体成分、充填剤および発泡剤より
なるものがあり、軽量かつ低熱伝導率を有していて、例
えば断熱材等の建築資材に用いられていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の無機発
泡体は、低密度とくに２５０ｋｇ／ｍ３　以下の密度に
おいては気泡サイズが１ｍｍ以上になり、この種の建築
資材としては、致命的ともいえる圧縮強度、曲げ強度お
よび断熱性の低下が起こるという問題があった。

【０００５】また、結露等により含水するものが多く、
これらは疎水性の要求される用途には利用できないとい
う問題があった。

【０００６】この発明者は、上記の問題を解決するため
に、鋭意研究を重ねた結果、上記無機発泡体の主材に対
して、液状ないしはペースト状の流動性を有するシリコ
ーンゴム素材を所定の割合で配合することにより、形成
される無機発泡体の気泡サイズを小さくすることができ
かつ疎水性を付与し得ることを見い出し、この発明を完
成するに至った。

【０００７】この発明の目的は、気泡サイズが小さく、
高い圧縮強度と曲げ強度を有しかつすぐれた断熱性を有
するうえに、疎水性を有する不燃性かつ無発煙性の品質
の良い無機発泡体を形成することができる、無機発泡体
用組成物を提供しようとするにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、アルカリ金属珪酸塩水溶液２０〜６
５重量部、無機固体成分１５〜６０重量部、および充填
剤３〜６５重量部よりなる主材１００重量部と、液状な
いしはペースト状の流動性を有するシリコーンゴム素材
１〜１５重量部と、発泡剤２〜３０重量部とよりなる無
機発泡体用組成物を要旨としている。

【０００９】ここで、アルカリ金属珪酸塩水溶液として
は、珪酸カリウムもしくは珪酸ナトリウム、またはこれ
らの混合物の水溶液を使用する。

【００１０】このような水溶液の組成は、ＳｉＯ２　と
Ｋ２　Ｏ、ＳｉＯ２　とＮａ２　Ｏ、またはＳｉＯ２　
とＫ２　Ｏ＋Ｎａ２　Ｏであって、それぞれのモル比が
１．０〜３．０であり、かつ水溶液の濃度は、３０〜６
０％の範囲が好適である。

【００１１】また上記無機固体成分としては、無定形の
ＳｉＯ２　２〜９８重量％と、Ａｌ２　Ｏ３　９８〜２
重量％を含有する酸化混合物が用いられる。

【００１２】なお、このような酸化混合物としては、例
えばメタカオリン、コランダムあるいはムライトの製造
時に発生するダスト、粉砕焼成ボーキサイト、フライア
ッシュ等を用いることができる。

【００１３】例えばコランダム製造炉のダストの場合は
、無定形のＳｉＯ２２０〜８０重量％とＡｌ２　Ｏ３　
８０〜２０重量％とよりなる酸化混合物が５０重量％以
上含まれているものであり、残部はＦｅ２Ｏ３　、Ｔｉ
Ｏ２　等である。

【００１４】また上記充填剤としては、粉砕または細分
された形の無機物、例えば岩石粉末、玄武岩、雲母、珪
砂、ガラス粉、アルミナ、水酸化アルミニウム、タルク
、炭酸カルシウム、カオリン等の粘土、繊維材料、その
他の不活性または水不溶性の各種鉱物等が使用可能であ
る。これらの充填剤は、無機発泡体の用途に応じて適宜
選択され、単独で、あるいは混合して使用されるもので
ある。

【００１５】また、発泡剤としては、いわゆる過ホウ酸
ナトリウム、過酸化水素水、または不活性化された形あ
るいは不活性化されていない形のアルミニウム粉末を使
用するのが有利である。発泡剤の量は、発泡体の密度、
得ようとする発泡体の強度、および発泡剤の種類により
適宜決定されるものである。

【００１６】ところで、液状ないしはペースト状の流動
性を有するシリコーンゴム素材は、室温加硫型シリコー
ンゴム（ＲＴＶゴム）といわれ、これには、１液型と２
液型がある。１液型は主として空気中などの水分と反応
して、また２液型は使用時にシリコーンゴム主剤と硬化
剤の２液を所定の割合で混合することにより、反応を開
始してゴム弾性体に硬化する。

【００１７】上記１液型のシリコーンゴム素材は、末端
反応性ジオルガノポリシロキサンを主成分として、これ
に１分子当たり２個以上の官能基を有するシランまたは
ポリシロキサンよりなる架橋剤が配合され、また多くは
錫化合物、白金化合物などの触媒が配合され、さらに必
要に応じて、補強剤、反応抑制剤、顔料、離型剤、難燃
剤、流動調節剤などの各種添加物が配合されたものであ
る。

【００１８】一方、２液型のシリコーンゴム素材は、末
端反応性ジオルガノポリシロキサンを主成分とし、これ
に必要に応じて、補強剤、反応抑制剤、顔料、離型剤、
難燃剤、流動調節剤などの各種添加物が配合された液状
のシリコーンゴム主剤（第１液）と、上記シランまたは
ポリシロキサンよりなる架橋剤および錫化合物または白
金化合物などの触媒が配合された（第２液）とで構成さ
れている。

【００１９】この発明においては、上記１液型および２
液型のいずれのシリコーンゴム素材をも使用可能である
。

【００２０】この発明においては、このようなシリコー
ンゴム素材を、不燃性かつ無発煙性の無機発泡体につい
て、これの圧縮強度および曲げ強度、あるいはまた断熱
性および疎水性を改善するために配合するものである。

【００２１】なお、上記２液型のシリコーンゴム素材の
場合には、シリコーンゴム主剤（第１液）１００重量部
に対して、通常、硬化剤（第２液）を、０．１〜１．０
重量部の割合で使用するのが好ましい。

【００２２】しかしまた、２液型のシリコーンゴム素材
の場合には、上記のような硬化剤を用いることなく、シ
リコーンゴム主剤（第１液）のみを使用することもある
。

【００２３】また上記架橋剤は、具体的には、アセトキ
シシラン、オキシムシラン、アルコキシシラン、アミノ
シラン、アミドシラン、およびアミノキシシランなどを
あげることができ、末端反応性ジオルガノポリシロキサ
ンよりなる主成分との反応後に生じる副生物は、それぞ
れ酢酸、オキシム、アセトン、アルコール、アミン、ア
ミド、およびヒドロキシルアミンである。

【００２４】この発明による無機発泡体用組成物の配合
割合は、アルカリ金属珪酸塩水溶液２０〜６５重量部、
無機固体成分１５〜６０重量部、および充填剤３〜６５
重量部よりなる主材１００重量部と、液状ないしはペー
スト状の流動性を有するシリコーンゴム素材１〜１５重
量部と、発泡剤２〜３０重量部とよりなるものである。

【００２５】ここで、無機発泡体の主材であるアルカリ
金属珪酸塩水溶液、無機固体成分および充填剤の配合割
合は、無機発泡体の用途、密度に応じて適宜決定される
ものである。

【００２６】そしてこの発明においては、とくにこの無
機発泡体の主材１００重量部に対して、上記流動性を有
するシリコーンゴム素材が１〜１５重量部の割合で配合
される。

【００２７】ここで、シリコーンゴム素材の配合割合が
、１重量部未満であれば、添加量が少ないため、形成さ
れる無機発泡体の気泡サイズは、例えば密度２５０ｋｇ
／ｍ３　では、２ｍｍ程度になってしまい、２５０ｋｇ
／ｍ３　未満の密度では、そのために、充分な強度およ
び断熱性を示さず、加えて、無機発泡体の疎水性を改善
するまでには至らず、好ましくない。

【００２８】またシリコーンゴム素材の配合割合が、１
５重量部を越えると、無機発泡体用組成物の粘度が低く
なり過ぎて、均質な気泡サイズをもつ無機発泡体を形成
することができないので好ましくない。なお、不燃性か
つ無発煙性という点からも、シリコーンゴム素材が１５
重量部を越えることは好ましくない。

【００２９】この発明による無機発泡体用組成物から、
建築資材としての無機発泡体を製造するには、まず組成
物中の固体状の成分である無機固体成分、充填剤、およ
び必要に応じて適量の顔料を加えて混合し、ついでこれ
に液状の成分であるアルカリ金属珪酸塩水溶液、および
液状ないしはペースト状のシリコーンゴム素材を加え、
固体状の成分が充分に分散するまで混練する。その後、
発泡剤を添加し、充分に分散するまで混練する。

【００３０】こうして得られた無機発泡体用原料混練物
を、ついで所定の型内に注入し、常温から１００℃まで
１〜４時間加熱することにより、所定形状の無機発泡体
を形成するものである。

【００３１】

【作用】上記無機発泡体用組成物によれば、アルカリ金
属珪酸塩水溶液、無機固体成分、および充填剤よりなる
無機発泡体の主材、並びに発泡剤に対して、液状ないし
はペースト状の流動性を有するシリコーンゴム素材を所
定割合で配合することにより、均質でかつサイズの小さ
い気泡を含む無機発泡体を形成することができて、その
圧縮強度、曲げ強度および断熱性を大幅に改善すること
ができるとともに、疎水性をも付与することができるも
のである。

【００３２】

【実施例】つぎに、この発明の実施例を、比較例と共に
説明する。

【００３３】実施例１〜３ Ｋ２　Ｏが１５．３重量％、Ｎａ２　Ｏが７．７重量％
、ＳｉＯ２　が２４．９重量％、Ｈ２　Ｏが５２．１重
量％の組成である珪酸カリ・ソーダ水溶液１１５ｇ、メ
タカオリン５２ｇ、コランダム製造時のフィルター・ダ
スト５２ｇ、タルク１８ｇ、およびマイカ１２ｇを配合
した。そしてこの配合物を、ハンドミキサーを用いて、
容積が１０００ｃｃの容器内で充分に混練した。

【００３４】その後、この配合物に、２液型のシリコー
ンゴム素材のうち液状のシリコーンゴム主剤（第１液）
（商品名東芝シリコーンＴＳＥ３５０、東芝シリコーン
株式会社製）５．０ｇ（実施例１）、１２．５ｇ（実施
例２）および３０ｇ（実施例３）をそれぞれ添加すると
ともに、発泡剤として１０重量％濃度の過酸化水素水２
０ｇ（実施例３のみ３０ｇ）を添加し、すばやく混合し
、この発明による無機発泡体用組成物を調製した。

【００３５】ここで、コランダム製造時のフィルター・
ダストは、無定形のＳｉＯ２　５０重量％と、Ａｌ２　
Ｏ３　２５重量％と、残部Ｆｅ２　Ｏ３　およびＴｉＯ
２　等とよりなるものである。

【００３６】また、上記液状シリコーンゴム素材は、２
液型で、液状のシリコーンゴム主剤（第１液）（商品名
東芝シリコーンＴＳＥ３５０、東芝シリコーン株式会社
製）１００重量部に対して、硬化剤（第２液）（商品名
東芝シリコーン硬化剤ＣＥ６２、東芝シリコーン株式会
社製）を０．５重量部の割合で配合したものである。

【００３７】つぎに、この無機発泡体用組成物の発泡が
完全に終了したのち、５０℃のオーブン中で４時間加熱
することにより、成分を硬化せしめた。

【００３８】硬化完了後、形成された無機発泡体を容器
内で室温まで冷却し、型から取り出した。得られた無機
発泡体を５０ｍｍ×５０ｍｍ×５０ｍｍのサイズに切り
出し、５０℃のオーブン中で充分乾燥したのち、密度、
気泡サイズ、および圧縮強度（ＪＩＳ　　Ａ９５１４に
準じる）を測定し、得られた結果を表１にまとめて示し
た。

【００３９】実施例４および５ これらの実施例では、Ｋ２　Ｏが２２．２重量％、Ｓｉ
Ｏ２　が２５．２重量％、Ｈ２　Ｏが５２．６１重量％
の組成である珪酸カリウム水溶液１１５ｇを使用してい
る点、および液状シリコーンゴム素材として、１液型の
液状のシリコーンゴム素材（商品名東芝シリコーンＹＥ
５９４２、東芝シリコーン株式会社製）を、１７．４ｇ
（実施例４）および同３４．９ｇ（実施例５）をそれぞ
れ添加している点以外は、上記実施例１の場合と同様に
操作して、この発明による無機発泡体用組成物を調製し
た。

【００４０】こうして得られた無機発泡体について、密
度、気泡サイズ、および圧縮強度を同様に測定し、得ら
れた結果を表１にあわせて示した。

【００４１】比較例１〜３ これらの比較例では、上記実施例１の無機発泡体用組成
物の場合とほゞ同様であるが、異なる点は、液状のシリ
コーンゴム素材の添加量を、この発明の範囲よりも少な
い１．５ｇとした点（比較例１）、同シリコーンゴム素
材の添加量を、この発明の範囲を越えて多い５０ｇとし
た点（比較例２）、およびシリコーンゴム素材を全く添
加しない点（比較例３）にある。

【００４２】そして、これら比較例の無機発泡体用組成
物について、上記実施例１の場合と同様に操作して、無
機発泡体を成形した。

【００４３】こうして得られた無機発泡体について、密
度、気泡サイズ、および圧縮強度を同様に測定し、得ら
れた結果を表１にあわせて示した。

【００４４】なお、液状のシリコーンゴム素材の添加量
を、この発明の範囲を越えて多くした比較例２では、無
機発泡体用組成物の粘度が低くなり過ぎて、得られた無
機発泡体の強度が低く、気泡サイズが不均質であり、密
度、気泡サイズ、および圧縮強度を測定することができ
なかった。

【００４５】

【表１】

【００４６】上記表１の結果から明らかなように、この
発明の実施例１〜５の無機発泡体用組成物によれば、ア
ルカリ金属珪酸塩水溶液、無機固体成分、および充填剤
よりなる無機発泡体の主材、並びに発泡剤に対して、１
液型もしくは２液型の液状のシリコーンゴム素材を所定
割合で配合しているから、密度に変化はなく、にもかゝ
わらず気泡サイズの小さい無機発泡体を形成することが
でき、従ってその圧縮強度が高く、かつ断熱性が改善さ
れたものであった。

【００４７】これに対し、液状のシリコーンゴム素材の
添加量を、この発明の範囲外とするか、または全く添加
しない比較例１〜３の無機発泡体では、いずれも気泡サ
イズが大きく、従って圧縮強度は非常に低いものであり
、かつ断熱性の改善は不可能であった。

【００４８】なお、詳細な説明は省略したが、上記実施
例１〜５、並びに比較例１と３の無機発泡体用組成物か
ら得られた無機発泡体について、曲げ強度を測定したと
ころ、実施例１〜５の無機発泡体は高い曲げ強度を有し
ているのに対して、比較例１と３の無機発泡体の曲げ強
度は、低いものであった。

【００４９】

【発明の効果】この発明による無機発泡体用組成物は、
上述のように、アルカリ金属珪酸塩水溶液２０〜６５重
量部、無機固体成分１５〜６０重量部、および充填剤３
〜６５重量部よりなる主材１００重量部と、液状ないし
はペースト状の流動性を有するシリコーンゴム素材１〜
１５重量部と、発泡剤２〜３０重量部とよりなるもので
、この発明の無機発泡体用組成物によれば、均質でかつ
サイズの小さい気泡を含んでいて、高い圧縮強度と曲げ
強度を有するとともに、すぐれた断熱性を有する品質の
良い不燃性かつ無発煙性の無機発泡体を形成することが
でき、得られた無機発泡体は建築資材等としてきわめて
有用であり、しかも結露等により含水することが少なく
、疎水性の要求される用途にも利用できるという効果を
奏する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　アルカリ金属珪酸塩水溶液２０〜６５
   重量部、無機固体成分１５〜６０重量部、および充填剤
   ３〜６５重量部よりなる主材１００重量部と、流動性を
   有するシリコーンゴム素材１〜１５重量部と、発泡剤２
   〜３０重量部とよりなる無機発泡体用組成物。